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随着无线通信技术和嵌入式技术的发展,集中抄表领域中越来越多的使用到无线数据传输技术,无线数据传输技术使数据的传输更加方便和易于维护。本论文研究了基于nRF905的无线抄表系统。采用无线自动抄表技术能节约人力资源,更重要的由于短距离无线数据传输技术成熟、功率小、操作简单,可提高抄表的准确性、实时性,使管理部门能及时准确获得数据信息。
在系统设计方案中采用了RS—485总线技术、短距离无线通信和以太网通信技术相结合的方式,构建了远程自动抄表系统。系统的数据采集器通过RS—485总线采集各个电表的电量信息。数据集中器和数据采集器之间以点对多点的方式进行通信,使一个数据集中器对散落在其覆盖范围内的多个数据采集器的数据信息进行接收和管理。同时,数据集中器通过以太网模块实现了无线抄表信息的远程抄表。
论文研究的主要内容如下:
首先,对无线抄表系统的数据采集器进行了设计,控制器采用PIC16F876A单片机,数据采集器通过RS—485总线采集各电表的电量信息并进行存储,再通过nRF905无线通信模块向数据集中器上传电量信息。
其次,构建一个基于LPC2210的ARM7数据集中器,包括硬件主体电路及外围接口电路的设计,对μC/OS—Ⅱ操作系统进行了裁剪、修改,在LPC2210芯片上进行了操作系统的移植。实现系统中各个电表的电量数据信息的集中存储和管理。
再次,采用Nordic公司的nRF905无线收发芯片设计了无线通信传输模块,数据集中器和数据采集器构成一个小型的无线通信网络,无线通信网络是一个基站多个从站的星型结构。并根据实际应用要求设计了系统的介质访问方式和无线数据通信的数据帧结构。
最后,设计了嵌入式以太网口模块,采用了RTL8019AS网络控制芯片模块和移植了嵌入式TCP/IP协议栈,实现了抄表系统数据的远程抄表功能。